一种低温型锂离子电池电解液及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113594549A(43)申请公布日2021.11.02(21)申请号202111011044.0(22)申请日2021.08.31(71)申请人迈奇化学股份有限公司地址457000河南省濮阳市华龙区胜利西路34号申请人华中科技大学(72)发明人梁斌程方圆谭学军方淳(74)专利代理机构华中科技大学专利中心42201代理人陈灿(51)Int.Cl.H01M10/0569(2010.01)H01M10/0568(2010.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种低温型锂离子电池电解液及其制备方法和应用(57)摘要本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种低温型锂离子电池电解液及其制备方法和应用。本发明电解液包括电解质盐和有机溶剂，所述有机溶剂为线性碳酸酯、环状碳酸酯和γ‑丁内酯。本发明电解液通过使用γ‑丁内酯，可改善碳酸酯共溶剂的低温锂离子电导率，有利于锂离子电池在低温下容量的发挥，且γ‑丁内酯的加入有利于二氟草酸硼酸锂的溶解，可显著提升电池在低温下的循环稳定性，组装的NCM811/Li电池能够在‑30℃的低温环境下，0.5C放电比容量为50mAh/g，且能稳定循环200次以上容量不衰减。CN113594549ACN113594549A权利要求书1/1页1.一种锂离子电池电解液，其特征在于，包括电解质盐和有机溶剂，所述有机溶剂为线性碳酸酯、环状碳酸酯和γ‑丁内酯。2.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述γ‑丁内酯所占溶剂体积比为5％以上。3.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液,其特征在于，所述电解质盐的HOMO能级高于所述有机溶剂，能在充电过程中在正极表面优先分解，所述电解质盐为二氟草酸硼酸锂或六氟磷酸锂。4.根据权利要求3所述的锂离子电池电解液,其特征在于，所述电解质盐为二氟草酸硼酸锂。5.根据权利要求4所述的锂离子电池电解液,其特征在于，所述二氟草酸硼酸锂浓度为0.8‑1.5mol/L。6.根据权利要求1所述的锂离子电池电解液,其特征在于：所述线型碳酸酯为碳酸二乙酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯中的一种或多种，所述环状碳酸酯为碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯。7.根据权利要求6所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述线型碳酸酯和环状碳酸酯的体积比为(4‑7):(6‑3)。8.根据权利要求1‑7任一项所述的锂离子电池电解液的制备方法，其特征在于，将无水有机溶剂中加入电解质盐搅拌均匀即可获得所述电解液。9.根据权利要求8所述的锂离子电池电解液的制备方法，其特征在于，所述无水有机溶剂是将有机溶剂加入除水剂，静置2‑4天制备而成，所述除水剂为分子筛，型号为和型中的任意一种。10.根据权利要求1‑7任一项所述的电解液在锂离子电池中应用。2CN113594549A说明书1/5页一种低温型锂离子电池电解液及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种低温型锂离子电池电解液及其制备方法和应用。背景技术[0002]在国内，随着LIBs应用范围的日渐扩大，特别是在电动车、航空航天和军工领域的应用，对电池的低温充放电性能有了更高的要求。然而，提高锂离子电池在低温下的能量存储性能和循环稳定性还存在很多技术性难题。其中，碳酸酯基商用电解液在低温下易凝固、阻抗高限制了锂离子电池在低温电动汽车领域的进一步应用。因此电解液的优化成为改善锂离子电池低温性能的研究热点之一。在众多正极材料当中，三元材料LiNixMnyCozO2(NMC)有着出色的理论比容量(270mAh/g)，高镍三元正极NMC811(x≈0.8)更是具有出众的可逆容量，优异的倍率性能及令人满意的电导率(约2.8×10‑5S/cm)及锂离子迁移率(约10‑8‑10‑9cm2/s)，从而成为当前商用电动汽车的首选正极材料之一。因此，针对富镍三元作为锂离子正极，对其适配性低温电解液进行改性研究，具有一定的市场前景。[0003]CN103107364A公开了低温型锂离子电池电解液，具体公开了由六氟磷酸锂LiPF6和混合溶剂组成，六氟磷酸锂LiPF6的浓度为0.8～1.5mol/l，所述混合溶剂由以下重量百分含量的组分组成：20％～40％的碳酸乙烯酯EC、5％～30％的碳酸甲乙烯酯EMC、30％～50％的乙酸甲酯MA、0.5％～5％的碳酸亚乙烯酯VC。该技术方案通过在基本溶剂碳酸乙烯酯EC中加入低熔点的有机溶剂碳酸甲乙烯酯EMC和乙酸甲酯MA以及成膜添加剂碳酸亚乙烯酯VC，使锂离子电池的低温性能得到了改善，提高了锂离子电池在低温条件下的电化学性能，但锂离子的耐低温能力还存在改善空间。[0004]CN109888391A公开了一种添